佩服 嫦娥五号这5个第一次,只月球挖土就让美国赞叹佩服
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本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。全球瞩目的嫦娥五号从11月24日发射,到返回地球,全程共计需要一个月左右。从12月1日23时的月面着陆开始采集月壤,到3日完成上升器与轨道器在月球轨道交会对接和月壤转移,只用了不到2天时间。
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这是中国太空探索历史上第一次采收外星球的土壤;第一次从38万千米外的月球上起飞;第一次在月球轨道上完成无人交会对接;第一次从外星球轨道返回地球;科学家第一次进行一系列月壤的研究、分析和存储的壮举,这5个第一次探索月球的技术已是世界领先水平,51年前登月的美国也赞叹佩服,并向中国讨要带回的月壤。下面就来说说这5个领先世界的月球采样技术。一、第一次带回月壤样本中国对于月球来说早已是常客。早在2007年10月,嫦娥一号就已拜访过月球,在月球轨道上做环月飞行,最后撞击月球而损毁。后来2010年的嫦娥二号;2013年的嫦娥三号;2018年的嫦娥四号,都进行过环月飞行或软着陆,获得了大量月球数据,和积累了丰富的登月经验。而此次嫦娥五号从月面采集月壤样本尚属首次,如果成功,将是继美国和苏联之后,世界上第三个采回月壤的国家。
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而嫦娥五号的月壤采样技术却比他们更完善。登陆器的机械臂和钻头每一个步骤都精确到毫厘级别,他们非常默契地完成敲击、钻取、封装等一系列操作。与40年前美国的阿波罗人工采样相比,嫦娥五号则是全自动无人采样封装,并且密封得更严实,不会出现污染或遗漏等情况;与1970年苏联的“月球16号”相比,虽然他们也是无人取样,却只取回了101克,嫦娥五号则取回2kg。嫦娥五号还在采收月球土壤的任务完成后,忙中偷闲地展示了五星红旗,才从月面起飞。虽然之前的“嫦娥三号”和“四号”也展示过国旗,但那是在探测器前方的左上角。这次是动态的独立展示国旗。
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二、第一次从月球起飞采收月壤圆满完成后,就是从月面起飞,这是中国探月工程的首次。12月3日23时,上升器的3000N发动机在预热6分钟后,从登陆器上徐徐升起,飞向月球轨道上与轨道器交会对接。为什么从登陆器上起飞?因为月球上还没有建立发射架,着陆器便牺牲了自己,充当了临时发射架的角色。而上升器并不轻松,它要利用自己携带的敏感器既充当定位器又要自己定姿,来保障自己准确的位置和端正姿态。
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三、第一次外星球轨道上无人交会对接无人交会对接技术含量有多高?这项技术目前为止只有美国和俄罗斯能做到,而中国也是第一次实现。就在今天凌晨5时42分,上升器在月球轨道上与轨道器及返回器的组合体,在地面科学家的远程导引及自主操控下通过“K形抱抓方式”顺利对接。在6时12分,上升器将2千克月壤用“三角形构形”的方式,转移到返回器中。这个步骤看似就像“竹筒倒豆子”一样简单,可这是在38万千米外的月球轨道上,研制人员经过5、600多次的反复测试与优化,才有了这次完美的操作。不得不说,“台上一分钟,台下十年功!”
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四、第一次从外星球轨道以近于第二宇宙速度返回第二宇宙速度是多快?就是11.2千米/秒,672千米/时,1969年的美国“阿波罗11号”飞船也是以这种速度飞回来的。嫦娥五号以这种速度飞行,大约23天就会回到地球的怀抱,将38万千米外的月壤样本原封不动地交到科学家手中。
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五、第一次月壤样本的分析、研究与存储科学家取回月壤样本后就是安全解封。由于密封的月壤跟地球有一定的气压差,解封时必须在早已准备好的实验室里进行,确保不破坏月壤,不被地球空气污染。解封后就是进行科学处理,将尽可能多的月壤进行保存,尽可能少地进行研究及展示,分析月壤的物理化学成分和结构。
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如果嫦娥五号任务成功,将是“探月工程”的“绕、落、回”三步走的圆满完成,标志着外星球探测从单程票向双程票的完美转型,同时奠定了未来探测月球和其它行星的科学与技术基础,为建立月球基地和探测火星积累了宝贵的经验!#太空探索#
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